一種簡易拉彎設備減速器的設計計算

王恩海

【摘 要】本文研究了一種簡易專用型材拉彎設備，對拉彎設備的減速器功率以及各項指標進行了數(shù)學計算，為減速器提供了設計依據(jù)。

【關鍵詞】拉彎設備；減速器；計算

國內(nèi)外拉彎機的拉彎方式一般分為轉(zhuǎn)臺式和張臂式兩種。轉(zhuǎn)臺式拉彎機的基本原理是臺面連同模具旋轉(zhuǎn)，從而完成型材的拉伸和彎曲，而拉伸作動筒則固定在床身上。轉(zhuǎn)臺式拉彎適用于成形精度高、半徑小的型材拉彎件，也適用于在中空型材內(nèi)加心軸和填充材料的成形；張臂式拉彎適用于成形幾何尺寸大、非對稱的拉彎件。

以往的型材拉彎機，主要針對大圓弧彎曲。對于相對較小的圓弧（R<1500 mm），特別是半圓弧或大半圓弧，彎制起來非常困難，且設備價格高，效率也很低。而用于汽車行業(yè)的型材拉彎機，又無法加工整體尺寸較大的零件，且設備的價格更高，一般廠家難以購買。為此，我設計了一種簡易型材拉彎機。

一、總體設計

1.電機2.減速機3.鏈輪4.傳動鏈5.模具輪6.大鏈輪 7，9.夾具8.型材10.鋼絲繩11.動滑輪12.絲杠13.轉(zhuǎn)盤

拉彎機對型材的拉力由絲杠l2產(chǎn)生，通過動滑輪11作用在鋼絲繩lO上。型材8作為鋼絲繩的一部分受拉力作用。連接模具輪5和動滑輪11的橫梁起平衡拉力的支撐作用。當拉力足夠時，型材被拉到屈服極限，此時型材彎曲所需的彎矩較小。用一部較小的電機1帶動大速比的減速機2產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可以很輕松地轉(zhuǎn)動大模具輪將型材繞于模具輪上。

先將其一端夾緊于固定在模具輪5上的夾具7上，鋼絲繩的一端也永久固定于此夾具上。另一端夾緊于繞過動滑輪11的鋼絲繩端頭的夾具9上，形成一個封閉的環(huán)路。順時針轉(zhuǎn)動相當于螺母的轉(zhuǎn)盤l3，使絲杠l2外出，帶動動滑輪11向左移動拉緊鋼絲繩lO。持續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，使鋼絲繩產(chǎn)生足夠的拉力。當型材張緊時，接通電機1的電源，電機運轉(zhuǎn)通過減速機2、輸出軸鏈輪3、傳動鏈4、大鏈輪6，帶動模具輪5緩慢轉(zhuǎn)動。當夾具9剛貼于模具輪5時 ，電機停轉(zhuǎn)。然后，逆時針轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤l3，松開鋼絲繩，打開夾具，卸下型材。按定尺切去頭尾型材，即得到要求的拉彎件。

二、減速器的設計計算

（一）傳動方案的分析和擬定

本設計中模具輪的工作動力是電機通過聯(lián)軸器和減速器連接再由減速器通過鏈傳動給模具軸上的鏈輪帶動模具輪轉(zhuǎn)動。由于動力輸出方向與鏈傳動的輸入方向相互垂直，因此可采用錐齒輪減速器傳動。需要傳遞的功率根據(jù)上面的計算可知PN=2.2Kw考慮到經(jīng)濟性與實用性和藥使型材被拉彎到屈服極限，故采用結(jié)構簡單大速比的二級錐齒輪減速器。傳動方案如下圖：

（二）減速器傳動裝置中傳動比的分配

主軸輸入轉(zhuǎn)速：ni=710r/min；主軸輸出轉(zhuǎn)速：n0=65r/min；總的傳動比：i=■=■=10.9

（三）傳動裝置中各軸的參數(shù)計算

（1）各軸轉(zhuǎn)速

輸入轉(zhuǎn)速：ni=710r/min；輸出轉(zhuǎn)速：no=65r/min。

（2）各軸功率

聯(lián)軸器效率：？濁1=0.98，齒輪傳動效率？濁2=0.97，滾動軸承效率？濁3=0.98

軸：PI=PN？濁1？濁1=2.2×0.98×0.98=2.11kw

II軸：PII=PI？濁2？濁3=2.11×0.97×0.98=2kw

III軸：PIII=PII？濁2？濁3=2×0.97×0.98=1.9kw

（3）各軸轉(zhuǎn)矩

I軸：T1=9550■=9550×■=28.4N·m

II軸：TII=9550■=9550×■=77.5N·m

III軸：TIII=9550■=9550×■=279N·m

將上述結(jié)果繪于表1以備查用。

三、結(jié)論

隨著計算機技術的發(fā)展和有限元軟件算法的改進、完善，采用計算機進行模擬仿真可以大大減少試驗工作量、時間和人力物力消耗，并且可以方便地改變工藝參數(shù)，從而系統(tǒng)地探索工藝參數(shù)對成形的作用和影響。因此，型材拉彎的手段也越來越多地由解析試驗方法向數(shù)值模擬方法轉(zhuǎn)變。

在建筑裝飾、廣告燈箱、城市美化藝術造型中，經(jīng)常需要將不銹鋼及鋁型材彎制成圓弧形狀，以達到美觀造型的要求。設計一種型材拉彎機，可以彎制出所需的型材拉彎件。

該拉彎機結(jié)構簡單，造價低，一般工廠根據(jù)需要可以自制。因而可以節(jié)省大量設備投資，且能生產(chǎn)出一般拉彎設備所無法加工出的型材拉彎件。實踐表明，用此設備可取得非常好的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]劉慶國，任廷志.一種簡易拉彎機械[J].機械工程師，2004，（7）：51～51